JP2016109732A - Fixing device - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性の向上を図る。
【解決手段】定着ベルト40は、可撓性を有すると共に、加圧ローラ31によって押圧されることによって加圧ローラ31に対向する領域が回転軸A側に撓む。定着ベルト40の端部の外周面は、加圧ローラ31によって押圧されることによって外周部52から離間する領域と、外周部52に押し付けられる領域とを有する。潤滑剤保持部57は、定着ベルト40の端部の外周面が外周部52に接触した位置から加圧ローラ31によって押圧されることによって外周部52から離間する位置まで移動したときの移動範囲の少なくとも一部を含む領域内に位置する。
【選択図】図3[PROBLEMS] To improve durability.
A fixing belt 40 has flexibility, and when pressed by a pressure roller 31, a region facing the pressure roller 31 bends to a rotation axis A side. The outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt 40 has a region that is separated from the outer peripheral portion 52 when pressed by the pressure roller 31 and a region that is pressed against the outer peripheral portion 52. The lubricant holding portion 57 has a moving range when the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt 40 moves from a position where the fixing belt 40 contacts the outer peripheral portion 52 to a position away from the outer peripheral portion 52 by being pressed by the pressure roller 31. Located in a region including at least a part.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、記録媒体上に形成されたトナー画像を定着させる定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image formed on a recording medium.
定着装置として、例えば、特許文献1に記載された装置が知られている。特許文献1に記載された定着装置は、加圧ローラと、金属製スリーブと、定着部材と、回転保護キャップとを含んで構成されている。金属製スリーブは、外周面が加圧ローラに接触し、加圧ローラによって従動回転させられる。定着部材は、金属製スリーブの内側に配置されると共に、加圧ローラからの押圧力を金属製スリーブを介して受ける。回転保護キャップは、金属製スリーブの端部に配置されると共に、金属製スリーブに連れ回りする。このような定着装置は、加圧ローラが定着部材に押圧された状態で、加圧ローラと金属製スリーブとの間で記録媒体を挟持する。
As a fixing device, for example, a device described in
上述したような定着装置において、定着ベルト(金属製スリーブ)は可撓性を有している。定着ベルトは、加圧ローラに対向する位置では、加圧ローラで加圧されることによって外周面が内側に窪むように撓む。定着ベルトが撓んだ際に、定着ベルトの端部とベルトガイド(回転保護キャップ)とが擦れることがある。定着ベルトの端部とベルトガイドとが擦れることによって、定着ベルト及び/又はベルトガイドが摩耗し、定着装置の耐久性が低下するおそれがある。 In the fixing device as described above, the fixing belt (metal sleeve) has flexibility. At the position facing the pressure roller, the fixing belt is bent by the pressure roller so that the outer peripheral surface is recessed inward. When the fixing belt is bent, the end portion of the fixing belt and the belt guide (rotation protection cap) may be rubbed. When the end portion of the fixing belt and the belt guide are rubbed, the fixing belt and / or the belt guide may be worn, and the durability of the fixing device may be reduced.
そこで、本発明は、ベルトとベルトガイドの耐久性の向上を図ることができる定着装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device capable of improving durability of a belt and a belt guide.
本発明の定着装置は、加圧ローラと、定着ベルトと、定着部材と、ベルトガイドと、を備える。定着ベルトは、外周面が加圧ローラに接触し、加圧ローラによって従動回転させられる無端状の定着ベルトである。定着部材は、定着ベルトの内側に配置されると共に、加圧ローラからの押圧力を定着ベルトを介して受ける。ベルトガイドは、定着ベルトの端部に配置されると共に、定着ベルトに連れ回りする。この定着装置は、加圧ローラが定着部材に押圧された状態で、加圧ローラと定着ベルトとの間で記録媒体を挟持する。ベルトガイドは、規制部と、外周部と、潤滑剤保持部とを有する。規制部は、定着ベルトの端部に対向して配置されると共に、ベルトガイドの回転軸方向における定着ベルトの移動を規制する。外周部は、定着ベルトの端部の外周面を取り囲んで定着ベルトの広がりを規制する。潤滑剤保持部は、規制部における定着ベルト側の面に設けられると共に、潤滑剤を保持する。定着ベルトは、可撓性を有すると共に、加圧ローラによって押圧されることによって加圧ローラに対向する領域が回転軸側に撓む。定着ベルトの端部の外周面は、加圧ローラによって押圧されることによって外周部から離間する領域と、外周部に押し付けられる領域とを有する。潤滑剤保持部は、定着ベルトの端部の外周面が外周部に接触した位置から加圧ローラによって押圧されることによって外周部から離間する位置まで移動したときの移動範囲の少なくとも一部を含む領域内に位置する。 The fixing device of the present invention includes a pressure roller, a fixing belt, a fixing member, and a belt guide. The fixing belt is an endless fixing belt whose outer peripheral surface is in contact with a pressure roller and is driven to rotate by the pressure roller. The fixing member is disposed inside the fixing belt and receives a pressing force from the pressure roller via the fixing belt. The belt guide is disposed at the end of the fixing belt and rotates around the fixing belt. In this fixing device, the recording medium is sandwiched between the pressure roller and the fixing belt while the pressure roller is pressed against the fixing member. The belt guide has a regulating portion, an outer peripheral portion, and a lubricant holding portion. The restricting portion is disposed to face the end portion of the fixing belt and restricts movement of the fixing belt in the rotation axis direction of the belt guide. The outer peripheral portion surrounds the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt and regulates the spread of the fixing belt. The lubricant holding portion is provided on the surface of the regulating portion on the fixing belt side and holds the lubricant. The fixing belt has flexibility, and when pressed by the pressure roller, a region facing the pressure roller is bent toward the rotation shaft. The outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt has a region that is separated from the outer peripheral portion when pressed by the pressure roller, and a region that is pressed against the outer peripheral portion. The lubricant holding portion includes at least a part of a moving range when the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt moves from the position in contact with the outer peripheral portion to a position away from the outer peripheral portion by being pressed by the pressure roller. Located in the area.
この定着装置において潤滑剤保持部は、定着ベルトの端部の外周面が外周部に接触した位置から加圧ローラによって押圧されることによって外周部から離間する位置まで移動したときの移動範囲の少なくとも一部を含む領域内に位置する。すなわち、定着ベルトが回転した時に、定着ベルトの端部は潤滑剤保持部を横切るように移動する。これにより、移動中の定着ベルトの端部(端面)には潤滑剤保持部で保持される潤滑剤が強制的に塗布される。この潤滑剤の塗布は定着ベルトが回転している間常時行われるので、定着ベルトの端部に潤滑剤が塗布された状態が長期に渡って保たれる。この結果、定着ベルト及び/又はベルトガイドの摩耗が長期間抑制され、定着装置の耐久性が向上する。 In this fixing device, the lubricant holding portion is at least within a moving range when the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt moves from the position in contact with the outer peripheral portion to a position separated from the outer peripheral portion by being pressed by the pressure roller. Located in a region that includes a part. That is, when the fixing belt rotates, the end portion of the fixing belt moves across the lubricant holding portion. As a result, the lubricant held by the lubricant holding portion is forcibly applied to the end portion (end surface) of the moving fixing belt. Since the application of the lubricant is always performed while the fixing belt is rotating, the state in which the lubricant is applied to the end portion of the fixing belt is maintained for a long time. As a result, wear of the fixing belt and / or belt guide is suppressed for a long period of time, and the durability of the fixing device is improved.
潤滑剤保持部は、規制部における定着ベルト側の面に設けられた凹凸形状の凹凸部を有してもよい。これにより、潤滑剤が凹凸部に入り込むことによって潤滑剤がより確実に保持されるので、定着ベルトの端部に対する潤滑剤の塗布を長期間行うことができる。 The lubricant holding portion may have a concavo-convex concavo-convex portion provided on the surface on the fixing belt side in the restricting portion. Accordingly, the lubricant is more reliably held by the lubricant entering the concavo-convex portion, so that the lubricant can be applied to the end portion of the fixing belt for a long period of time.
凹凸部は、円状部分と、放射状部分と、を有していてもよい。円状部分は、回転軸を中心として周方向に沿って凹形状又は凸形状が延びていてもよい。放射状部分は、円状部分よりも回転軸から遠い位置でベルトガイドの回転軸から放射する方向に沿って凹形状又は凸形状が延びていてもよい。円状部分は潤滑剤を保持する機能を有する。放射状部分は定着ベルトの端部への潤滑剤の塗布を促進する機能を有する。これにより、潤滑剤保持部は、潤滑剤を長期間保持しつつ、適切に塗布することができる。 The uneven portion may have a circular portion and a radial portion. The circular portion may have a concave shape or a convex shape extending in the circumferential direction about the rotation axis. The radial portion may have a concave shape or a convex shape extending in a direction radiating from the rotation axis of the belt guide at a position farther from the rotation axis than the circular portion. The circular portion has a function of holding the lubricant. The radial portion has a function of promoting the application of the lubricant to the end portion of the fixing belt. Thereby, the lubricant holding unit can appropriately apply the lubricant while holding the lubricant for a long period of time.
潤滑剤保持部は、窪み部を有してもよい。窪み部は、凹凸部よりもベルトガイドの回転軸に近い位置で回転軸の周囲に形成されていてもよい。窪み部は、凹凸部から回転軸に向かって窪んでいてもよい。これにより、窪み部には、窪み部の上方に位置する凹凸部の一部から自重などによって落下した潤滑剤が保持される。すなわち、窪み部は、潤滑剤がベルトガイドから外部へ流出することを抑制する。この窪み部で保持された当該潤滑剤は、自重による落下や遠心力などによって、凹凸部に再び供給される。これにより、潤滑剤が効率的に利用される。 The lubricant holding part may have a hollow part. The hollow portion may be formed around the rotation shaft at a position closer to the rotation shaft of the belt guide than the uneven portion. The indented part may be indented from the uneven part toward the rotation axis. As a result, the lubricant that has fallen due to its own weight or the like from a part of the concavo-convex portion located above the recess is held in the recess. In other words, the recessed portion suppresses the lubricant from flowing out from the belt guide. The lubricant held in the dent is supplied again to the concavo-convex portion by dropping due to its own weight, centrifugal force, or the like. Thereby, the lubricant is efficiently used.
ベルトガイドは、外周部と定着ベルトの端部の外周面とが接触している領域において外周部と定着ベルトとの間の摩擦力によって、定着ベルトに連れ回りしてもよい。これにより、ベルトガイドの外周部と定着ベルトの端部の外周面との間における擦れが抑制されるので、定着ベルト及び/又はベルトガイドの摩耗が抑制される。 The belt guide may be rotated around the fixing belt by a frictional force between the outer peripheral portion and the fixing belt in a region where the outer peripheral portion and the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt are in contact with each other. Accordingly, rubbing between the outer peripheral portion of the belt guide and the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt is suppressed, so that wear of the fixing belt and / or the belt guide is suppressed.
規制部は、突当て部と、離間部と、を有してもよい。突当て部は、外周部に定着ベルトの端部の外周面が接触した状態で、定着ベルトの端面に対向していてもよい。離間部は、突当て部よりも回転軸側に位置すると共に、突当て部よりも回転軸方向に定着ベルトから離間していてもよい。潤滑剤保持部は、離間部に設けられていてもよい。これにより、定着ベルトがベルトガイドの回転軸側に撓んだとき(すなわち、定着ベルトの端部の外周面が、外周部に接触した位置と外周部から離間する位置との間を移動するとき)に、定着ベルトの端面が離間部に擦れることが抑制される。 The restricting portion may include a butting portion and a separating portion. The abutting portion may be opposed to the end surface of the fixing belt in a state where the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt is in contact with the outer peripheral portion. The spacing portion may be located closer to the rotating shaft than the abutting portion, and may be separated from the fixing belt in the rotating shaft direction relative to the abutting portion. The lubricant holding part may be provided in the separation part. As a result, when the fixing belt is bent toward the rotating shaft side of the belt guide (that is, when the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt moves between a position in contact with the outer peripheral portion and a position away from the outer peripheral portion. ) Is prevented from rubbing the end surface of the fixing belt against the separation portion.
突当て部の表面粗さは、Rmaxが3.2μm以下であって且つRskが0未満であってもよい。これにより、突当て部と定着ベルトの端面との摩耗がより一層抑制される。 As for the surface roughness of the abutting portion, Rmax may be 3.2 μm or less and Rsk may be less than 0. As a result, wear between the abutting portion and the end surface of the fixing belt is further suppressed.
突当て部及び外周部の少なくともいずれか一方は、離間部よりも耐摩耗性に優れた材料で形成されていてもよい。突当て部及び外周部は、定着ベルトが直接接触するため、ベルトガイドの他の部分に比べて摩耗しやすい。このため上記構成により、突当て部及び外周部における摩耗が抑制される。 At least one of the abutting part and the outer peripheral part may be formed of a material having higher wear resistance than the spaced part. Since the abutting portion and the outer peripheral portion are in direct contact with the fixing belt, they are more easily worn than other portions of the belt guide. For this reason, with the above configuration, wear at the abutting portion and the outer peripheral portion is suppressed.
ベルトガイドは、樹脂基材と充填材とから構成されてもよい。充填材のモース硬度は、定着ベルトの強度保持基材のモース硬度に対して−1以下であってもよい。これにより、ベルトガイド及び/又は定着ベルトにおける摩耗が抑制される。 The belt guide may be composed of a resin base material and a filler. The Mohs hardness of the filler may be −1 or less with respect to the Mohs hardness of the strength-holding base material of the fixing belt. Thereby, wear in the belt guide and / or the fixing belt is suppressed.
外周部の内径は、25mm以上50mm以下であってもよい。ベルトガイドは、回転軸における慣性モーメントが2.0kg・m2以下であってもよい。これにより、ベルトガイドが定着ベルトに連れ回りするときに、ベルトガイドが滑ってしまうことが抑制される。 The inner diameter of the outer peripheral portion may be 25 mm or more and 50 mm or less. The belt guide may have an inertia moment of 2.0 kg · m 2 or less on the rotation shaft. Thus, the belt guide is prevented from slipping when the belt guide rotates with the fixing belt.
ベルトガイドは、隅部を有してもよい。隅部は、外周部と規制部とが接続されることによって形成されると共に定着ベルトの端面に対向していてもよい。定着ベルトは、強度保持基材と、強度保持基材を覆う弾性層と、弾性層を覆う離型層と、を有してもよい。隅部は、丸みの無い角形状もしくは丸みを帯びてもよい。隅部が丸みを帯びている場合の丸みの半径は、弾性層の厚みと離型層の厚みを合わせた長さ以下であってもよい。若しくは、強度保持基材の外周面から離型層の外周面までの長さ以下であってもよい。これにより、定着ベルトがベルトガイドの隅部に押し付けられた場合、定着ベルトの弾性層及び離型層が弾性変形する一方で、強度保持基材の変形は抑制される。すなわち、定着ベルトの強度保持基材に対するダメージが抑制される。 The belt guide may have a corner. The corner portion may be formed by connecting the outer peripheral portion and the regulating portion and may face the end surface of the fixing belt. The fixing belt may include a strength holding substrate, an elastic layer that covers the strength holding substrate, and a release layer that covers the elastic layer. The corners may be rounded or rounded. When the corner is rounded, the radius of roundness may be equal to or less than the total length of the elastic layer and the release layer. Or it may be below the length from the outer peripheral surface of a strength maintenance base material to the outer peripheral surface of a mold release layer. Thereby, when the fixing belt is pressed against the corner portion of the belt guide, the elastic layer and the release layer of the fixing belt are elastically deformed, while the deformation of the strength holding base material is suppressed. That is, damage to the fixing belt strength holding substrate is suppressed.
外周部の内径は、25mm以上50mm以下であってもよい。回転軸方向において外周部と定着ベルトの端部の外周面とが重なる幅は、2.5mm以上であってもよい。これにより、ベルトガイドの外周部と定着ベルトの端部の外周面との間で十分な接触面積が確保されるので、ベルトガイドは定着ベルトに対してより確実に連れ回りする。 The inner diameter of the outer peripheral portion may be 25 mm or more and 50 mm or less. The width in which the outer peripheral portion and the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt overlap in the rotation axis direction may be 2.5 mm or more. As a result, a sufficient contact area is ensured between the outer peripheral portion of the belt guide and the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt, so that the belt guide rotates more reliably with respect to the fixing belt.
外周部は、定着ベルト側に延びた先端部を有してもよい。先端部における定着ベルトの外周面側の角部は、丸みを帯びていてもよい。これにより、定着ベルトがベルトガイドの当該角部に接触したときの定着ベルトに対するダメージが抑制される。 The outer peripheral portion may have a tip portion extending toward the fixing belt. The corner on the outer peripheral surface side of the fixing belt at the leading end may be rounded. Thereby, damage to the fixing belt when the fixing belt contacts the corner portion of the belt guide is suppressed.
本発明によれば、耐久性の向上を図ることができる。 According to the present invention, durability can be improved.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(画像形成装置の全体構成)
図1に示すように、画像形成装置1は、記録媒体搬送ユニット2、転写ユニット10、4つの感光体ドラム20、4つの現像ユニット3、及び、定着ユニット(定着装置)30を含んで構成される。
(Overall configuration of image forming apparatus)
As shown in FIG. 1, the
記録媒体搬送ユニット2は、最終的に画像が形成される記録媒体としての用紙Pを収容すると共に、用紙Pを記録媒体搬送路上に搬送する。用紙Pは、カセットに積層して収容される。記録媒体搬送ユニット2は、用紙Pに転写されるトナー像が二次転写領域Rに到達するタイミングで、用紙Pを二次転写領域Rに到達させる。 The recording medium conveyance unit 2 accommodates a sheet P as a recording medium on which an image is finally formed, and conveys the sheet P onto the recording medium conveyance path. The sheets P are stacked and stored in a cassette. The recording medium transport unit 2 causes the paper P to reach the secondary transfer region R at the timing when the toner image transferred to the paper P reaches the secondary transfer region R.
転写ユニット10は、現像ユニット3により形成されたトナー像を用紙Pに二次転写する二次転写領域Rに搬送する。転写ユニット10は、転写ベルト11と、転写ベルト11を懸架する懸架ローラ11a、11b、11c及び11dと、感光体ドラム20と共に転写ベルト11を挟持する一次転写ローラ12と、懸架ローラ11dと共に転写ベルト11を挟持する二次転写ローラ13とを含んで構成される。
The
転写ベルト11は、懸架ローラ11a、11b、11c及び11dにより循環移動させられる無端状のベルトである。一次転写ローラ12は、転写ベルト11の内周側から感光体ドラム20を押圧するように設けられる。一方、二次転写ローラ13は、転写ベルト11の外周側から懸架ローラ11dを押圧するように設けられる。また、転写ユニット10は、転写ベルト11に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置などを更に備えていてもよい。
The
感光体ドラム20は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばOPC(Organic Photo Conductor)からなる。本実施形態に係る画像形成装置1は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、4つの感光体ドラム20が転写ベルト11の移動方向に沿って設けられている。各感光体ドラム20の周上には、図1に示すように、帯電ローラ21、露光ユニット22、現像ユニット3、及び、クリーニングユニット23がそれぞれ設けられている。
The
帯電ローラ21は、感光体ドラム20の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光ユニット22は、帯電ローラ21により帯電した感光体ドラム20の表面を、用紙Pに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム20の表面のうち露光ユニット22により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。4つの現像ユニット3は、各現像ユニット3に対応して設けられたトナータンク24から供給されたトナーによって感光体ドラム20に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。4つのトナータンク24内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン、及び、ブラックのトナーが充填されている。
The charging
クリーニングユニット23は、感光体ドラム20上に形成されたトナー像が転写ベルト11に一次転写された後に感光体ドラム20上に残存するトナーを回収する。クリーニングユニット23は、例えばクリーニングブレードを設け、感光体ドラム20の周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム20上の残トナーをかき落とす構成を用いることができる。なお、感光体ドラム20の周上には、感光体ドラム20の回転方向においてクリーニングユニット23と帯電ローラ21との間に、感光体ドラム20の電位をリセットする除電ランプを配置することもできる。
The
定着ユニット30は、転写ベルト11から用紙Pへ二次転写されたトナー像を用紙Pに付着させ、定着させる。定着ユニット30は、加圧ローラ31及び定着ベルト40を含んで構成される。加圧ローラ31は、駆動部35(図2参照)によって駆動させられ、加圧機構(不図示)によって定着ベルト40側に加圧させられる。定着ベルト40は、可撓性を有する無端状のベルトである。定着ベルト40の内側には、定着ローラ(定着部材)32(図2参照)が設けられる。定着ローラ32は、定着ベルト40を介して加圧ローラ31によって用紙Pを挟持する。定着ローラ32は、定着ベルト40と共に加圧ローラ31によって従動回転させられる。定着ベルト40は、加熱コイル33(図2参照)によって加熱される。定着ベルト40と加圧ローラ31との接触領域である定着ニップ部に用紙Pを通過させることにより、トナー像を用紙Pに溶融定着させる。
The fixing
また、画像形成装置1には、定着ユニット30によりトナー像が定着された用紙Pを装置外部へ排出するための排出ローラ4,5が設けられている。
Further, the
次に、画像形成装置1の動作について説明する。画像形成装置1に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置1の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ21により感光体ドラム20の表面を所定の電位に均一に帯電させる。そして制御部は、露光ユニット22により感光体ドラム20の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
Next, the operation of the
一方、現像ユニット3では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ3aに担持させる。そして、現像ローラ3aの回転により現像剤が感光体ドラム20と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ3aに担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム20の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。このようにして形成されたトナー像は、感光体ドラム20と転写ベルト11とが対向する領域において、感光体ドラム20から転写ベルト11へ一次転写される。転写ベルト11には、4つの感光体ドラム20上に形成されたトナー像が順次積層されて、1つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ11dと二次転写ローラ13とが対向する二次転写領域Rにおいて、記録媒体搬送ユニット2から搬送された用紙Pに二次転写される。
On the other hand, in the developing
積層トナー像が二次転写された用紙Pは、定着ユニット30へ搬送される。用紙Pを定着ベルト40と加圧ローラ31との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Pに溶融定着させる。その後、用紙Pは、排出ローラ4,5により画像形成装置1の外部へ排出される。一方、転写ベルト11は、ベルトクリーニング装置を備える場合、積層トナー像が用紙Pへ二次転写された後、転写ベルト11に残存するトナーをベルトクリーニング装置により除去してもよい。
The sheet P on which the laminated toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing
(定着ユニットの構成)
図2及び図3に示されるように、定着ユニット30は、加圧ローラ31、定着ベルト40、定着ローラ32、ベルトガイド50、及び、加熱コイル33を含んで構成されている。
(Configuration of fixing unit)
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
図3に示されるように、加圧ローラ31は、軸部31a及び表層部31bを有している。軸部31aは、例えば金属製のシャフトであって、両端部に取り付けられたボールベアリング34を介して支持フレーム(不図示)に回転可能に支持されている。表層部31bは、例えばシリコンゴム製の耐熱弾性層であって、軸部31aの外周面を覆っている。軸部31aの一端部は、駆動部35と連結されている。加圧ローラ31は、駆動部35から付与された駆動力によって回転する。これとは別に、加圧ローラ31は、加圧機構(不図示)によって定着ローラ32側に加圧される。
As shown in FIG. 3, the
ここで、図4に示されるように、加圧ローラ31の外径は、所定条件を満たすように形成されている。具体的には、軸部31aの軸方向において、中心の位置(D4)から端の位置(D1)又は位置(D7)までの長さを1とする。中心の位置(D4)から0.94となる両側の位置(D2)と位置(D6)とにおける加圧ローラ31の外径差は0.05mm(より好ましくは0.03mm)以下となっている。これに加えて、中心の位置(D4)から0.63となる両側の位置(D3)と位置(D5)とにおける加圧ローラ31の外径差は0.05mm(より好ましくは0.03mm)以下となっている。加圧ローラ31の外周面の輪郭度は、0.1mm(より好ましくは0.05mm)以下となっている。
Here, as shown in FIG. 4, the outer diameter of the
定着ベルト40は、可撓性を有する無端状のベルト(スリーブ状又は円筒状のベルト)である。図5に示されるように、定着ベルト40は、強度保持基材41、弾性層42、及び、離型層43から構成されている。強度保持基材41は、例えばニッケル(Ni)で形成され、モース硬度が5である。弾性層42は、例えば、耐熱シリコーンゴムで形成されており、強度保持基材41の外周面を覆っている。離型層43は、例えば、フッ素樹脂(PFA:四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体など)で形成されており、弾性層42の外周面を覆っている。この定着ベルト40は、定着ベルト40の軸方向が加圧ローラ31の軸方向と同方向となる向きで、加圧ローラ31に対向して配置されている。
The fixing
図3に示されるように、定着ローラ32は、軸部32a、表層部32b、及び、溝部32c(図5参照)を有している。軸部32aは、例えば金属製のシャフトであって、両端部に取り付けられたボールベアリング34を介して支持フレーム(不図示)に回転可能に支持されている。表層部32bは、例えばシリコンゴム製の耐熱弾性層であって、軸部32aの外周面を覆っている。溝部32c(図5参照)は、ボールベアリング34が取り付けられた位置よりも表層部32b側で、軸部32aの外周面に形成された溝である。溝部32cは、軸部32aの外周面において周方向に沿って形成されている。溝部32cは、後述するベルトガイド50の軸受け部54と対向している。溝部32c内には、潤滑剤が充填されている。この定着ローラ32は、定着ベルト40に取り囲まれており(すなわち、定着ベルト40の内側に配置されており)、軸部32aの軸方向が定着ベルト40の軸方向と同方向となる向きで配置されている。
As shown in FIG. 3, the fixing
上記のように構成された定着ベルト40及び定着ローラ32は、加圧ローラ31によって加圧されることで従動回転させられる。より具体的には、定着ベルト40は、加圧ローラ31が定着ローラ32側に押し付けられると、加圧ローラ31と定着ローラ32との間に挟持される(すなわち、定着ベルト40の外周面が加圧ローラ31に接触した状態となる)。この挟持状態において、加圧ローラ31が回転駆動させられると、定着ベルト40は加圧ローラ31との間の摩擦力によって加圧ローラ31に対して従動回転させられる。加圧ローラ31と定着ベルト40との間に用紙Pが挟持されている場合には、定着ベルト40は用紙Pを介して従動回転させられる。定着ローラ32は、加圧ローラ31からの押圧力を定着ベルト40を介して受けつつ、定着ベルト40との間の摩擦力によって定着ベルト40と同期して従動回転させられる。
The fixing
図3に示されるように、ベルトガイド50は、定着ベルト40の両側の端部にそれぞれ配置されている。ベルトガイド50は、定着ベルト40に連れ回りして、定着ベルト40をガイドする。図5に示されるように、ベルトガイド50は、規制部51、外周部52、隅部53、及び、軸受け部54を有している。
As shown in FIG. 3, the
規制部51は、ベルトガイド50の回転軸A方向への定着ベルト40の移動を規制する。規制部51は、中心部に定着ローラ32の軸部32aの端部が通された円盤状の板部材である。規制部51は、定着ベルト40の端部に対向して配置されている。規制部51の詳細な構成については後述する。
The restricting
外周部52は、定着ベルト40の広がりを規制する。外周部52は、規制部51の外周縁から定着ベルト40側に突出した筒状部材であって、定着ベルト40の端部の外周面を取り囲んでいる。定着ベルト40を一方のベルトガイド50に寄せた場合、他方のベルトガイド50の外周部52と定着ベルト40の端部の外周面とが重なる幅Lは、回転軸A方向に2.5mm以上(常温(20℃)時)となっている。外周部52の内径は、25mm以上50mm以下となっている。外周部52は、定着ベルト40側に延びた先端部52aを有している。先端部52aにおける定着ベルト40の外周面側の角部52bは、丸みを帯びている。角部52bの丸みの半径は、例えば、0.15mm以上である。
The outer
隅部53は、外周部52と規制部51とが接続されることによって形成されている。隅部53は、丸みの無い角形状もしくは丸みを帯びている。隅部53が丸みを帯びている場合の丸みの半径は、定着ベルト40の弾性層42の厚みと離型層43の厚みとを合わせた長さ以下である。言い換えると、隅部53の丸みの半径は、定着ベルト40における強度保持基材41の外周面から離型層43の外周面までの長さ以下である。
The
軸受け部54は、規制部51の内周縁からベルトガイド50の回転軸A方向の両側に突出した筒状部材である。軸受け部54は、定着ローラ32の溝部32cを取り囲むように溝部32cと対向しており、定着ローラ32に回転可能に支持されている。回転軸A方向において、溝部32cの長さは、軸受け部54の長さの20%〜90%となっている。溝部32cの外径は、軸受け部54の内径の50%〜99%となっている。軸受け部54における回転軸A方向外側の先端部54aは、ボールベアリング34の内輪と対向している。
The bearing
上記のような規制部51、外周部52、隅部53、及び、軸受け部54を有するベルトガイド50は、樹脂基材と充填材によって一体に形成されている。図6に示されるように、例えば、樹脂基材としてポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS:Poly Phenylene Sulfide Resin)が用いられ、充填材としてチタン酸カリウム繊維(K2O・8TiO2)が用いられている。チタン酸カリウム繊維(充填材)のモース硬度は4であって、ニッケル(強度保持基材41)のモース硬度に対して−1以下となっている。より好ましくは、例えば、樹脂基材としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE:polytetrafluoroethylene)が用いられ、充填材としてマイカ(Mica)が用いられるとよい。マイカ(充填材)のモース硬度は2〜3.5であって、ニッケル(強度保持基材41)のモース硬度に対して−1以下となっている。
The
このように構成されたベルトガイド50は、定着ベルト40に連れ回りする。より具体的には、図2に示されるように、まず、定着ベルト40が加圧ローラ31によって押圧されることによって、加圧ローラ31に対向する定着ベルト40の領域が回転軸A側に撓む。これにより、定着ベルト40の端部の外周面は、外周部52から離間する領域と、外周部52に押し付けられる領域とを有することとなる。これらのうち、外周部52に押し付けられる領域では、外周部52と定着ベルト40との間で摩擦力が発生する。この摩擦力によって、ベルトガイド50は、定着ベルト40に連れ回りする。ここで、連れ回りするとは、定着ベルト40に対してベルトガイド50が滑ることなくベルトガイド50が定着ベルト40と共に回転する場合、及び、僅かに滑りが生じつつベルトガイド50が定着ベルト40と共に回転する場合を含む。なお、ベルトガイド50は、定着ベルト40に連れ回りしやすいように、回転軸Aにおける慣性モーメントが2.0kg・mm2以下となるように構成されている。
The
次に、図5及び図7を用いて、規制部51をより詳細に説明する。図5及び図7に示されるように、規制部51は、規制部51における定着ベルト40側の面に設けられる突当て部55及び離間部56を有している。
Next, the
突当て部55には、定着ベルト40の端面が突き当てられる。突当て部55は、規制部51の外周縁に沿って当該外周縁よりも内側に形成されたリング状の面である。突当て部55は、外周部52に定着ベルト40の端部の外周面が接触した状態で、定着ベルト40の端面に対向している。図5に示されるように、定着ベルト40を一方のベルトガイド50に寄せた場合、他方のベルトガイド50の突当て部55と定着ベルト40との回転軸A方向の隙間Sは、常温時において、「(240℃での回転軸A方向のベルト長さ−常温時の回転軸A方向のベルト長さ)÷2」以上となっている。突当て部55の表面粗さは、最大高さ(Rmax)が3.2μm以下であって且つ粗さ曲線のスキューネス(Rsk)が0未満である。
The end surface of the fixing
離間部56は、突当て部55よりも回転軸A側に位置する。離間部56は、突当て部55よりも回転軸A方向に沿って定着ベルト40から離間している。離間部56は、潤滑剤保持部57を含んでいる。潤滑剤保持部57は潤滑剤を保持している。潤滑剤として、例えばフッ素系の耐熱性グリースが用いられる。潤滑剤は、定着ベルト40とベルトガイド50との間の摩擦を軽減させる。
The separating
この潤滑剤保持部57は、凹凸部58及び窪み部59を有している。図7に示されるように、凹凸部58は、凹凸形状の領域であって、円状部分58b及び放射状部分58aを有する。円状部分58bは、回転軸Aを中心として周方向に沿って凹形状又は凸形状が延びる部分となっている。本実施形態では、径の異なる4つのリング状の凹部分が回転軸Aを中心としてそれぞれ並べられている。放射状部分58aは、円状部分58bよりも回転軸Aから遠い位置で回転軸Aから放射する方向に沿って凹形状又は凸形状が延びる部分である。本実施形態では、回転軸Aから放射する方向に沿って延びる楕円状の凹部が、回転軸Aの周方向に沿って所定間隔ごとに並べられている。円状部分58b及び放射状部分58aの凹部分(又は凸部分)は、深さ(又は高さ)が0.05mm以上1.0mm以下で、且つ、凹部分(又は凸部分)同士の互いの間隔が0.2mm以上2.0mm以下となっている。
The
窪み部59は、凹凸部58よりもベルトガイド50の回転軸Aに近い位置で回転軸Aの周囲に形成されている。窪み部59は、凹凸部58から回転軸A側に向かって凹状に窪んでいる。窪み部59の内側の表面積は、1.0cm2以上4.0cm2以下となっている。窪み部59は、凹凸部58に比べて多くの潤滑剤を保持可能である。
The recessed
図2に示されるように、加熱コイル33は、定着ベルト40(さらには、定着ベルト40を介して加圧ローラ31)を加熱する。加熱コイル33は、断面円弧状に湾曲した板状となっている。加熱コイル33は、加熱コイル33の仮想中心軸がベルトガイド50の回転軸Aと同軸となる位置で、定着ベルト40から離間して定着ベルト40の外周面の一部を覆っている。なお、定着ベルト40が外周部52に押し付けられる領域は、回転軸A方向(図2の紙面貫通方向)から見て、加熱コイル33が定着ベルト40を覆っている角度θに対して−40°以上となっている。
As shown in FIG. 2, the
この加熱コイル33は、温度制御部(不図示)によって制御されている。図4に示されるように、温度制御部は、加圧ローラ31に搭載された複数(本実施形態では6つ)の温度センサTF1〜TF3,TR1〜TR3で検出された温度を用いて、加熱コイル33を制御している。温度センサTF1は、位置(D4)から位置(D1)までの長さを1とした場合に、位置(D4)から0.31となる位置における加圧ローラ31の表面温度を測定する。温度センサTF2は、位置(D3)の位置における加圧ローラ31の表面温度を測定する。温度センサTF3は位置(D2)の位置における加圧ローラ31の表面温度を測定する。TR1は、位置(D4)から位置(D7)までの長さを1とした場合に、位置(D4)から0.31となる位置における加圧ローラ31の表面温度を測定する。温度センサTR2は、位置(D5)の位置における加圧ローラ31の表面温度を測定する。温度センサTR3は位置(D6)の位置における加圧ローラ31の表面温度を測定する。温度制御部は、以下の式(1)に示す温度分布条件において、T≦0.04(より好ましくは0.02)となるように加熱コイル33を制御している。なお、αは加圧ローラ31(表層部31b)の線膨張係数を示し、tは加圧ローラ31(表層部31b)の厚みを示している。
T=t×2×α×(TF1−TR1)÷3+t×2×α×(TF2−TR2)×2÷3+t×2×α×(TF3−TR3) ・・・ (1)
The
T = t × 2 × α × (TF1−TR1) ÷ 3 + t × 2 × α × (TF2−TR2) × 2 ÷ 3 + t × 2 × α × (TF3−TR3) (1)
次に、定着ユニット30を動作させた場合に、定着ベルト40に潤滑剤が供給される様子について説明する。図8に示されるように、まず、用紙Pが定着ユニット30に搬送されると、加圧ローラ31は、定着ローラ32側に加圧させられ且つ回転駆動させられる。これにより、定着ローラ32は、定着ベルト40を介して加圧ローラ31によって用紙Pを挟持する。定着ローラ32は、定着ベルト40と共に加圧ローラ31によって従動回転させられる。定着ベルト40の端部の外周面は、この従動回転に応じて、外周部52に接触した位置から加圧ローラ31によって押圧されることによって外周部52から離間する位置まで移動する。
Next, how the lubricant is supplied to the fixing
より具体的には、定着ベルト40のうち加圧ローラ31によって押圧されている領域は、図8の状態から更に定着ベルト40が半周する間に加圧ローラ31による押圧が解除され、ベルトガイド50の領域Bを横切って、最終的に外周部52に接触する。このとき、領域Bには潤滑剤保持部57が含まれているので、定着ベルト40の端部には潤滑剤保持部57で保持される潤滑剤が強制的に塗布される。この潤滑剤の塗布は定着ベルト40が回転させられている間、順次行われる。
More specifically, the area of the fixing
本実施形態は以上のように構成され、定着ユニット30において潤滑剤保持部57は、定着ベルト40の端部の外周面が外周部52に接触した位置から加圧ローラ31によって押圧されることによって外周部52から離間する位置まで移動したときの移動範囲の少なくとも一部を含む領域内に位置する。すなわち、定着ベルト40が回転した時に、定着ベルト40の端部は潤滑剤保持部57を横切るように移動する。これにより、移動中の定着ベルト40の端部(端面)には潤滑剤保持部57で保持される潤滑剤が強制的に塗布される。この潤滑剤の塗布は定着ベルト40が回転している間常時行われるので、定着ベルト40の端部に潤滑剤が塗布された状態が長期に渡って保たれる。この結果、定着ベルト40及び/又はベルトガイド50の摩耗が長期間抑制され、定着ユニット30の耐久性が向上する。
The present embodiment is configured as described above. In the fixing
潤滑剤保持部57は、凹凸形状の凹凸部58を有している。これにより、潤滑剤が凹凸部58に入り込むことによって潤滑剤がより確実に保持されるので、定着ベルト40の端部に対する潤滑剤の塗布を長期間行うことができる。
The
凹凸部58は、円状部分58b及び放射状部分58aを有する。円状部分58bは潤滑剤を保持する機能を有する。また、放射状部分58aは定着ベルト40の端部への潤滑剤の塗布を促進する機能を有する。これらを有する潤滑剤保持部57は、潤滑剤を長期間保持しつつ、適切に塗布することができる。
The
窪み部59は、凹凸部58から回転軸Aに向かって窪んでいる。これにより、窪み部59には、窪み部59よりも上方に位置する凹凸部58の一部から自重などによって落下した潤滑剤が保持される。すなわち、窪み部59は、潤滑剤がベルトガイド50から外部へ流出することを抑制する。この窪み部59で保持された当該潤滑剤は、自重による落下や遠心力等によって、凹凸部58に再び供給される。これにより、潤滑剤が効率的に利用される。
The
ベルトガイド50は、外周部52と定着ベルト40の端部の外周面とが接触している領域において外周部52と定着ベルト40との間の摩擦力によって、定着ベルト40に連れ回りしている。これにより、ベルトガイド50の外周部52と定着ベルト40の端部の外周面との間における擦れが抑制されるので、定着ベルト40及び/又はベルトガイド50の摩耗が抑制される。
The
離間部56は、突当て部55よりも回転軸A側に位置すると共に、突当て部55よりも回転軸A方向に定着ベルト40から離間している。これにより、定着ベルト40がベルトガイド50の回転軸A側に撓んだとき(すなわち、定着ベルト40の端部の外周面が、外周部52に接触した位置と外周部52から離間する位置との間を移動するとき)に、定着ベルト40の端面が離間部56に擦れることが抑制される。
The spacing
突当て部55の表面粗さは、Rmaxが3.2μm以下であって且つRskが0未満である。これにより、突当て部55と定着ベルト40の端面との摩耗がより一層抑制される。また、突当て部55と定着ベルト40の端面とが擦れた場合であっても、ノイズ(擦れたときの音)の発生が抑制される。
The surface roughness of the abutting
ベルトガイド50は、樹脂基材と充填材とから構成されている。充填材のモース硬度は、強度保持基材41のモース硬度に対して−1以下である。これにより、ベルトガイド50及び/又は定着ベルト40における摩耗が抑制される。図6に比較例として、樹脂基材にPPSが用いられ、充填材にガラス繊維(GF)が用いられた場合を示す。GF(充填材)のモース硬度は5〜6.5である。この場合、GF(充填材)のモース硬度は、ニッケル(強度保持基材41)のモース硬度に対して−1以上となるので、定着ベルト40に対する摩耗が大きく生じた。
The
ベルトガイド50は、回転軸Aにおける慣性モーメントが2.0kg・m2以下である。これにより、ベルトガイド50が定着ベルト40に連れ回りするときに、ベルトガイド50が滑ってしまうことが抑制される。
The
隅部53の丸みの半径は、弾性層42の厚みと離型層43の厚みを合わせた長さ以下である。言い換えると、強度保持基材41の外周面から離型層43の外周面までの長さ以下であり、最も望ましいのは丸みの半径が0の角形状である。これにより、定着ベルト40がベルトガイド50の隅部53に押し付けられた場合、定着ベルト40の弾性層42及び離型層43が弾性変形する一方で、強度保持基材41の変形は抑制される。すなわち、定着ベルト40の強度保持基材41に対するダメージが抑制される。
The radius of roundness of the
回転軸A方向において外周部52と定着ベルト40の端部の外周面とが重なる幅は、2.5mm以上である。これにより、ベルトガイド50の外周部52と定着ベルト40の端部の外周面との間で十分な接触面積が確保されるので、ベルトガイド50は定着ベルト40に対してより確実に連れ回りする。
A width in which the outer
先端部52aにおける定着ベルト40の外周面側の角部52bは、丸みを帯びている。これにより、定着ベルト40がベルトガイド50の当該角部52bに接触したときの定着ベルト40に対するダメージが抑制される。
A
加熱コイル33は、加熱コイル33の仮想中心軸がベルトガイド50の回転軸Aと同軸となっている。これにより、加熱コイル33から定着ベルト40までの距離(ギャップ)のバラツキが抑制される。この結果、加熱コイル33による定着ベルトへの加熱が均質化され、定着ベルト40の温度ムラが軽減される。また、定着ベルト40の端部の外周面が外周部52に押し付けられる領域の角度は、加熱コイル33が定着ベルト40を覆っている角度θに対して−40°以上である。これにより、定着ベルト40の被加熱領域が十分に確保されるので、定着ベルト40の加熱状態が安定する。
In the
中心の位置(D4)から0.94となる両側の位置(D2)と位置(D6)とにおける加圧ローラ31の外径差は0.05mm(より好ましくは0.03mm)以下となっている。これに加えて、中心の位置(D4)から0.63となる両側の位置(D3)と位置(D5)とにおける加圧ローラ31の外径差は0.05mm(より好ましくは0.03mm)以下となっている。加圧ローラ31の外周面の輪郭度は、0.1mm(より好ましくは0.05mm)以下となっている。これにより、上記外径差などに起因する定着ベルト40における軸部31aの軸方向の片側への寄りを抑制できる。この結果、定着ベルト40における座屈などの発生を抑制できる。また、定着ベルトにおける耐久性の向上を図ることができる。
The difference in outer diameter of the
温度制御部(不図示)は、式(1)において、T≦0.04(より好ましくは0.02)となるように、加熱コイル33を制御している。これにより、熱膨張によって加圧ローラ31の直径が変化しても、軸部31aの軸方向における外径差をわずかな差分の範囲内に収めることができる。この結果、外径差などに起因する定着ベルト40における軸部31aの軸方向の片側への寄りを抑制できる。
A temperature control unit (not shown) controls the
軸受け部54は、定着ローラ32の溝部32cを取り囲むように溝部32cと対向している。このように、軸受け部54と溝部32cとを対向させることで、ベルトガイド50と定着ローラ32との接触面積が軽減される。また、溝部32cは、潤滑剤を保持することができる。この結果、ベルトガイド50は、より円滑に回転可能となる。
The bearing
回転軸A方向外側の先端部54aが、ボールベアリング34の内輪と対向している。これにより、ベルトガイド50の回転軸A方向への移動は、先端部54aがボールベアリング34と突き当たることによって規制される。また、ボールベアリング34の内輪は、定着ローラ32と同期して回転しているので、ベルトガイド50の回転を妨げにくい。
The
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施形態では、規制部51(突当て部55及び離間部56)、外周部52、隅部53、及び、軸受け部54は、一体に形成されているとしたが、突当て部55及び外周部52の少なくともいずれか一方は、離間部56よりも耐摩耗性に優れた材料で形成されていてもよい。突当て部55及び外周部52は、定着ベルト40が直接接触するため、ベルトガイド50の他の部分に比べて摩耗しやすい。このため上記構成により、突当て部55及び外周部52における摩耗が抑制される。また、ベルトガイド50における突当て部55及び外周部52以外の部分には、例えば、剛性を持つ耐熱材料を用いることができる。これにより、ベルトガイド50に定着ベルト40から力が加わった場合、又は、加熱コイル33によって加熱された定着ベルト40から熱が伝達された場合であっても、ベルトガイド50における部品精度が確保される。
In the above embodiment, the restricting portion 51 (the abutting
また、上記実施形態では、定着ベルト40を加熱するのは加熱コイル33のみであったが、図9に示されるように、加熱コイル33に加えて2つの補助用加熱コイル133を設けてもよい。この場合、2つの補助用加熱コイル133は、回転軸A方向において加熱コイル33の両側に配置され、温度制御部(不図示)によって制御される。このような構成は、加圧ローラ31の端部が加熱されにくい場合などに効果的である。加熱コイル33に加えて補助用加熱コイル133を用いることにより、上記の式(1)に示す温度分布条件を容易に満たすことができる。なお、定着ユニット30の構造上の特性などに応じて、加熱コイル33の片側のみに補助用加熱コイル133を配置してもよい。例えば、定着ベルト40が加圧ローラ31の一方の端部に寄りやすい(加圧ローラ31の一方の端部の外径が大きい)場合、補助用加熱コイル133を加圧ローラ31の外径が小さい側に配置してもよい。この場合、補助用加熱コイル133によって加圧ローラ31の一方の端部が加熱されることにより、熱膨張によって加圧ローラ31の一方の端部の外径が大きくなる。これにより、定着ベルト40の片側への寄りを防止できる。
In the above embodiment, only the
補助用加熱コイル133はコイルに電気を通すことによって発熱する。これに限定されず、補助用加熱コイル133に代えて、ランプなどの発熱源を用いてもよい。また、加熱に限定されず、補助用加熱コイル133に代えて、加圧ローラ31などを冷却する冷却源を用いてもよい。
The
また、定着ベルト40における回転軸A方向の位置を直接検出する位置検出センサを設けてもよい。この場合、温度制御部は、上記式(1)に示す温度分布条件で加熱コイル33などを制御する代わりに、位置検出センサによって検出された定着ベルト40の寄りに応じて、加熱コイル33などを制御してもよい。具体的には、定着ベルト40が加圧ローラ31の一方の端部に寄っている場合、例えば、定着ベルト40が寄っている側と反対側で加熱コイル33及び/又は補助用加熱コイル133が発生させる熱量を大きくすることができる。これにより、位置検出センサの検出結果に基づいて、定着ベルト40の片側への寄りを制御できる。
A position detection sensor that directly detects the position of the fixing
上記実施形態において、画像形成装置1は、加圧ローラ31からの押圧力を受ける定着部材として回転可能な定着ローラ32を備えていたが、定着ローラ32に代えて、回転しない定着部材を備えていてもよい。また、図1に示したタンデム方式の画像形成装置1は、本実施形態に係る定着ユニット30を使用した画像形成装置の一例であり、本実施形態に係る定着ユニット30は、種々の方式の画像形成装置に適用することができる。また、画像形成装置として、例えば、プリンタ、FAX、複写機器などを用いることができる。
In the above embodiment, the
30…定着ユニット(定着装置)、31…加圧ローラ、32…定着ローラ(定着部材)、40…定着ベルト、41…強度保持基材、42…弾性層、43…離型層、50…ベルトガイド、51…規制部、52…外周部、52a…先端部、52b…角部、53…隅部、55…突当て部、56…離間部、57…潤滑剤保持部、58…凹凸部、58a…放射状部分、58b…円状部分、59…窪み部。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
外周面が前記加圧ローラに接触し、前記加圧ローラによって従動回転させられる無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置されると共に、前記加圧ローラからの押圧力を前記定着ベルトを介して受ける定着部材と、
前記定着ベルトの端部に配置されると共に、前記定着ベルトに連れ回りするベルトガイドと、を備え、
前記加圧ローラが前記定着部材に押圧された状態で、前記加圧ローラと前記定着ベルトとの間で記録媒体を挟持する定着装置であって、
前記ベルトガイドは、
前記定着ベルトの端部に対向して配置されると共に、前記ベルトガイドの回転軸方向における前記定着ベルトの移動を規制する規制部と、
前記定着ベルトの端部の外周面を取り囲んで前記定着ベルトの広がりを規制する外周部と、
前記規制部における前記定着ベルト側の面に設けられると共に、潤滑剤を保持する潤滑剤保持部と、を有し、
前記定着ベルトは、可撓性を有すると共に、前記加圧ローラによって押圧されることによって前記加圧ローラに対向する領域が前記回転軸側に撓み、
前記定着ベルトの端部の外周面は、前記加圧ローラによって押圧されることによって前記外周部から離間する領域と、前記外周部に押し付けられる領域とを有し、
前記潤滑剤保持部は、前記定着ベルトの端部の外周面が前記外周部に接触した位置から前記加圧ローラによって押圧されることによって前記外周部から離間する位置まで移動したときの移動範囲の少なくとも一部を含む領域内に位置する、定着装置。 A pressure roller;
An endless fixing belt whose outer peripheral surface is in contact with the pressure roller and is driven to rotate by the pressure roller;
A fixing member disposed inside the fixing belt and receiving a pressing force from the pressure roller via the fixing belt;
A belt guide disposed at an end of the fixing belt and rotated around the fixing belt;
A fixing device for sandwiching a recording medium between the pressure roller and the fixing belt in a state where the pressure roller is pressed against the fixing member;
The belt guide is
A restricting portion that is disposed to face an end portion of the fixing belt and restricts movement of the fixing belt in a rotation axis direction of the belt guide;
An outer peripheral portion that surrounds an outer peripheral surface of an end portion of the fixing belt and restricts the spread of the fixing belt;
A lubricant holding part that is provided on the surface of the fixing belt in the restricting part and holds a lubricant;
The fixing belt has flexibility, and when pressed by the pressure roller, a region facing the pressure roller is bent toward the rotating shaft,
The outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt has a region that is separated from the outer peripheral portion by being pressed by the pressure roller, and a region that is pressed against the outer peripheral portion,
The lubricant holding portion has a movement range when the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt moves from a position in contact with the outer peripheral portion to a position separated from the outer peripheral portion by being pressed by the pressure roller. A fixing device located in an area including at least a part.
前記窪み部は、前記凹凸部から前記回転軸側に向かって窪む、請求項2又は3記載の定着装置。 The lubricant holding portion has a recess formed around the rotation shaft at a position closer to the rotation shaft of the belt guide than the uneven portion,
The fixing device according to claim 2, wherein the recessed portion is recessed from the uneven portion toward the rotating shaft.
前記外周部に前記定着ベルトの端部の外周面が接触した状態で、前記定着ベルトの端面に対向する突当て部と、
前記突当て部よりも前記回転軸側に位置する離間部と、を有し、
前記離間部は、前記突当て部よりも前記回転軸方向に沿って前記定着ベルトから離間しており、
前記潤滑剤保持部は、前記離間部に設けられている、請求項1〜5のいずれか一項記載の定着装置。 The regulation part is
In a state where the outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt is in contact with the outer peripheral portion, an abutting portion facing the end surface of the fixing belt;
A separation portion located on the rotating shaft side with respect to the abutting portion, and
The spacing portion is spaced from the fixing belt along the rotation axis direction than the abutting portion,
The fixing device according to claim 1, wherein the lubricant holding portion is provided in the separation portion.
前記充填材のモース硬度は、前記定着ベルトの強度保持基材のモース硬度に対して−1以下である、請求項1〜8のいずれか一項記載の定着装置。 The belt guide is composed of a resin base material and a filler,
The fixing device according to claim 1, wherein a Mohs hardness of the filler is −1 or less with respect to a Mohs hardness of a strength-holding base material of the fixing belt.
前記ベルトガイドは、前記回転軸における慣性モーメントが2.0kg・mm2以下である、請求項1〜9のいずれか一項記載の定着装置。 The inner diameter of the outer peripheral portion is 25 mm or more and 50 mm or less,
The fixing device according to claim 1, wherein the belt guide has an inertia moment of 2.0 kg · mm 2 or less on the rotation shaft.
前記定着ベルトは、強度保持基材と、前記強度保持基材を覆う弾性層と、前記弾性層を覆う離型層と、を有し、
前記隅部は、丸みの無い角形状もしくは丸みを帯びており、
前記隅部が丸みを帯びている場合の丸みの半径は、前記弾性層の厚みと前記離型層の厚みとを合わせた長さ以下である、又は、前記強度保持基材の外周面から前記離型層の外周面までの長さ以下である、請求項1〜10のいずれか一項記載の定着装置。 The belt guide is formed by connecting the outer peripheral portion and the restricting portion, and has a corner portion facing an end surface of the fixing belt,
The fixing belt has a strength holding base, an elastic layer covering the strength holding base, and a release layer covering the elastic layer,
The corner is rounded or rounded with no roundness,
The radius of roundness when the corner is rounded is equal to or less than the total length of the elastic layer and the release layer, or from the outer peripheral surface of the strength-holding substrate. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device has a length equal to or shorter than the length to the outer peripheral surface of the release layer.
前記回転軸方向において前記外周部と前記定着ベルトの端部の外周面とが重なる幅は、2.5mm以上である、請求項1〜11のいずれか一項記載の定着装置。 The inner diameter of the outer peripheral portion is 25 mm or more and 50 mm or less,
The fixing device according to claim 1, wherein a width in which the outer peripheral portion and an outer peripheral surface of the end portion of the fixing belt overlap in the rotation axis direction is 2.5 mm or more.
前記先端部における前記定着ベルトの前記外周面側の角部は、丸みを帯びている、請求項1〜12のいずれか一項記載の定着装置。 The outer peripheral portion has a tip portion extending toward the fixing belt,
The fixing device according to claim 1, wherein a corner portion of the fixing belt at the front end portion is rounded.
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